TWM621322U

TWM621322U - 複式行星齒輪減速機

Info

Publication number: TWM621322U
Application number: TW110205521U
Authority: TW
Inventors: 陳慶隆; 陳正光
Original assignee: 陳慶隆; 陳正光
Priority date: 2021-05-14
Filing date: 2021-05-14
Publication date: 2021-12-21

Abstract

複式行星齒輪減速機，包括有齒輪箱外殼、行星齒輪架、複式行星齒輪、固定環型內齒輪、輸出環型內齒輪、驅動馬達所組成。該齒輪箱外殼內部設置有一固定環型內齒輪、該固定環型內齒輪做為複式行星齒輪滾動運行路徑，動力由行星齒輪架輸入而傳遞給複式行星齒輪、最後傳遞給予輸出環型內齒輪而輸出動力。此新型裝置乃經由複式行星齒輪的上齒輪與下齒輪齒數差、並配合固定環型內齒輪與輸出環型內齒輪齒數差，而達到大減速比減速機需求。

Description

複式行星齒輪減速機

本創作係有關於一種高減速比之複式行星齒輪減速機，尤指一種可用以兩層複式行星齒輪、可將馬達的高轉速輸入減為相當低轉速的輸出，以單一的構造而達到高減速比作用、並有效地增加輸出軸扭力的裝置。

近年來機器人及機器手臂產業迅速發展，馬達轉速愈來愈提升、機器手臂之負載重量要求愈來愈高、而自身重量要求愈來愈小、為了提高馬達使用效率必將須加大減速機減速比有效提昇輸出軸扭力、以達降低自重提高扭力輸出以達運作要求，通常需設計使用兩組以上減速機及大功率馬達使用來達到大負載重量扭力需求、而增加了減速機重量以至於必需要加強機器手臂結構強度及馬達功率、來增加機器手臂工作負載能力。

如第1圖所示，其係一種習知之行星齒輪減速裝置、該裝置包括有一太陽齒輪A、行星齒輪B、內齒輪C，內部設置有一行星齒輪架D、該行星齒輪減速裝置、常安裝於馬達輸出端作一級減速、一般僅能用於4~10的減速比、因此必須另加一級減速機，例如行星齒輪減速機、諧波減速機(如第2圖所示)或擺線減速機(如第3圖所示)、使減速比增加至50~300，才能符合3000rpm以下的馬達轉速使用。

習知機器手臂減速機裝置、其係利用行星齒輪做第一級減速之後再銜接其它型式減速機，如行星齒輪減速機、諧波減速機(如第2圖所示)或擺線減速機(如第3圖所示)等，才能增加減速比而足敷使用。但是為提高馬達使用效益、必須使用馬達於高轉速的高效率區域，因此必須使用更高減速比之減速機。如使用三級以上減速機將造成體積大增、結構重量大增及結構負載變大，導致使用及設計上極大的問題。故需較高效益減速機來克服上述問題，因此需要有減速比高達1000以上的減速機才能符合此需求。

本創作提供一種複式行星齒輪減速機裝置，包括有一固定環型內齒輪、一行星齒輪架、一或多數個複式行星齒輪、一輸出環型內齒輪、一齒輪箱外殼及一驅動馬達所組成，該齒輪箱外殼內部設置有一固定環型內齒輪，該固定環型內齒輪與下複式行星齒輪齒輪搭配後由行星齒輪架驅動，行星齒輪架與馬達軸心聯結而傳輸馬達動力、之後由複式行星齒輪的上齒輪帶動輸出環型內齒輪，輸出環型內齒輪的轉動軸做為動力輸出轉軸。

本創作所提供一種複式行星減速機裝置，是利用兩個環型內齒輪及複式行星齒輪的上齒輪與下齒輪的齒數差、配合固定環型內齒輪與輸出環型內齒輪兩者間的齒數差所具有之互補特性，造成微差異傳動而形成大減速比之輸出傳動的目的。

10:齒輪箱外殼

11:行星齒輪架

12:複式行星齒輪

12a:下複式行星齒輪

12b:上複式行星齒輪

13a:固定環型內齒輪

14:輸出環型內齒輪輸出軸

14a:輸出環型內齒輪

15:驅動馬達

16:輸出軸軸承

第1圖係習知傳統行星齒輪投影圖。

第2圖係習知傳統諧波齒輪示意圖。

第3圖係習知傳統擺線齒輪作動示意圖。

第4圖係本創作之複式行星齒輪系機構運動簡圖。

第5圖係本創作之外觀示意圖。

第6圖係本創作之剖面示意圖。

第7圖係本創作爆炸狀態之示意圖。

請參閱第4圖及第5圖，本創作係有關於一種複式行星齒輪減速機裝置，尤指一種可以利用兩層複式行星齒輪達到高減速比，該高減速比之行星齒輪減速機包括有一齒輪箱外殼(10)，行星齒輪架(11)，複式行星齒輪(12)，固定環型內齒輪(13a)，輸出環型內齒輪輸出軸(14)，輸出環型內齒輪(14a)，驅動馬達(15)及輸出軸軸承(16)。

本創作所提供高減速比之複式行星齒輪減速機裝置，係利用兩個環型內齒輪及複式行星齒輪之齒輪齒數差的互補特性，達到高減速比傳動目的。此為一種高效能複式行星減速機，是由驅動馬達(15)輸出轉矩給予行星齒輪架(11)、再傳與下複式行星內齒輪(12a)、透過嚙合固定環型內齒輪(13a)形成公轉，並與上複式行星齒輪(12b)同軸運轉，並由上複式行星內齒輪(12b)驅動輸出環型內齒輪(14a)旋轉。

如以一般習知之現有的行星齒輪設計為例，下複式行星齒輪(12a)設計為15齒、固定環型內齒輪(13a)設計為32齒、輸出環型內齒輪(14a)設計為31齒、上複式行星齒輪(12b)設計為14齒。當行星齒輪架(11)正轉1圈、輸出環型內齒輪(14a)只轉0.037圈，亦即為輸出環型內齒輪(14a)正轉1圈，行星齒輪架(11)需轉27.353圈，因而此裝置的減速比為27.353。因此驅動馬達(15)的輸入軸轉27.353圈，輸出環型內齒輪(14a)只轉1圈。

本創作即以上述的行星齒輪設計做調整、下複式行星齒輪(12a)設計採用15齒而上複式行星齒輪(12b)為14齒、固定環型內齒輪(13a)採用32齒、而輸出環型內齒輪(14a)為30齒。當行星齒輪架(11)正轉1圈、輸出環型內齒輸(14a)只轉0.0044圈、反之若輸出環型內齒輪(14a)轉1圈，則行星齒輪架(11)將轉225圈。若行星齒輪架(11)為輸入、而輸出環型內齒輪(14a)為輸出，則其齒輪減速比即為225，也就是驅動馬達(15)轉動行星齒輪架(11)轉225圈，將使輸出環型內齒輪(14a)只轉1圈，使環型內齒輪輸出軸(14)也只轉1圈。

如上所述可以最小齒數的齒輪減速機結構、可使用於工作轉速達萬轉以上馬達應用於機器手臂及需要大減比場合使用、如捲揚機、起重機等。

11:行星齒輪架

12a:下複式行星齒輪

12b:上複式行星齒輪

13a:固定環型內齒輪

14a:輸出環型內齒輪

Claims

一種複式行星齒輪減速機，包括：齒輪箱外殼(10)；內有行星齒輪架(11)、行星齒輪架(11)上有一或多數個複式行星齒輪(12)、複式行星齒輪(12)外側齧合固定環型內齒輪(13a)及輸出環型內齒輪(14a)、輸出環型內齒輪(14a)設有一輸出環型內齒輪輸出軸(14)及一輸出軸軸承(16)、行星齒輪架(11)連結驅動馬達(15)所組成，該齒輪箱外殼(10)內部設置有一固定環型內齒輪(13a)、該固定環型內齒輪(13a)做為下複式行星齒輪(12a)滾動運行路徑、經由行星齒輪架(11)轉動輸出動力給予複式行星齒輪(12)運轉、上複式行星齒輪(12b)再將動力輸出給予輸出環型內齒輪(14a)、經由上複式行星齒輪(12b)與下複式行星齒輪(12a)齒數差1齒、配合固定環型內齒輪(13a)與輸出環型內齒輪(14a)齒數差2齒、運用齒輪傳動微差異性，達到大減速比減速機運作需求。
如申請專利範圍第1項所述之複式行星齒輪減速機，其齒輪箱外殼(10)、其內部設置有一固定環型內齒輪(13a)。
如申請專利範圍第1項所述之複式行星齒輪減速機，固定環型齒輪(13a)、內部設置有一或多數個複式行星齒輪(12)。
如申請專利範圍第1項所述之複式行星齒輪減速機，其複式行星齒輪(12)，兩端分別裝置有固定環型內齒輪(13a)及輸出環型內齒輪(14a)。
如申請專利範圍第1項所述之複式行星齒輪減速機，其行星齒輪架(11)，內部設置有一或多數個複式行星齒輪(12)。